給紙カセット、画像形成装置および給紙カセットの開閉方法
【課題】給紙蓋を容易に開くことが可能な、給紙カセット、画像形成装置および給紙カセットの開閉方法を提供する。
【解決手段】ロール紙Ｐを収納するために開閉される給紙蓋２０と、一端が回動可能に支持され、他端がロール紙の軸を支持可能であり、ロール紙を給紙ローラ２に押圧するように付勢された押圧アーム３０と、一端が押圧アームに連結され、他端が第１の位置と、第１の位置よりも大きな付勢力を生じさせる第２の位置との間で移動可能に支持された捩りバネ４０と、給紙蓋を閉じた時に捩りバネの他端を第２の位置に移動させ、給紙蓋を開いた時に捩りバネの他端を第１の位置に移動させる補助アーム５０とを備える。
【解決手段】ロール紙Ｐを収納するために開閉される給紙蓋２０と、一端が回動可能に支持され、他端がロール紙の軸を支持可能であり、ロール紙を給紙ローラ２に押圧するように付勢された押圧アーム３０と、一端が押圧アームに連結され、他端が第１の位置と、第１の位置よりも大きな付勢力を生じさせる第２の位置との間で移動可能に支持された捩りバネ４０と、給紙蓋を閉じた時に捩りバネの他端を第２の位置に移動させ、給紙蓋を開いた時に捩りバネの他端を第１の位置に移動させる補助アーム５０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給紙カセット、画像形成装置および給紙カセットの開閉方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、長尺の記録紙を巻芯に巻付けたロール紙を使用するプリンタが知られている。プリンタは、給紙ローラによりロール紙から記録紙を巻出し、巻出された記録紙に印画を行う。このため、印画時には、ロール紙が給紙ローラに押圧され、ロール紙交換時には、交換作業を容易にするためにロール紙の押圧が解除される。
【０００３】
下記特許文献１には、ロール紙を給紙ローラに押圧する支持部材を有する給紙カセットが開示されている。支持部材は、バネ力によりロール紙を給紙ローラに付勢するとともに、給紙蓋の開閉に応じて回動する。給紙蓋を開く時に、支持部材は、ロール紙を付勢する力に抗して、ロール紙の押圧を解除する方向に回動する。これにより、給紙蓋を開いた時にロール紙の押圧が解除されており、ロール紙の交換作業が容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６１４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、印画サイズの大型化や連続印画数の増加により、ロール紙の幅および巻径が増加し、ロール紙が重量化する傾向にある。ここで、上記給紙カセットでは、ロール紙の重量とバネ力とをバランスさせることで、給紙ローラに対するロール紙の圧接が巻径に拘らずに略一定となる。しかし、ロール紙が重量化するほど、バネ力を増加させなければならなくなる。すると、給紙蓋を開く時には、ロール紙の押圧を解除する方向に支持部材を回動するために大きな力が必要となり、給紙蓋を開く操作が困難となってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、給紙蓋を容易に開くことが可能な、給紙カセット、画像形成装置および給紙カセットの開閉方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある観点によれば、ロール紙を収納するために開閉される給紙蓋と、一端が回動可能に支持され、他端がロール紙の軸を支持可能であり、ロール紙を給紙ローラに押圧するように付勢された押圧アームと、一端が押圧アームに連結され、他端が第１の位置と、第１の位置よりも大きな付勢力を生じさせる第２の位置との間で移動可能に支持された付勢部材と、給紙蓋を閉じた時に付勢部材の他端を第２の位置に移動させ、給紙蓋を開いた時に付勢部材の他端を第１の位置に移動させる補助アームとを備える給紙カセットが提供される。
【０００８】
押圧アームは、付勢部材の他端を第２の位置に移動させた状態で付勢部材に生じた付勢力により、ロール紙を給紙ローラに押圧してもよい。
【０００９】
付勢部材は、第１の位置と第２の位置の間の移動量が、給紙蓋を閉じた状態から完全に開いた状態にする場合に生じる移動量よりも小さくなるように設定されてもよい。
【００１０】
補助アームは、給紙蓋により押圧されて付勢部材の他端を第２の位置に移動させ、給紙蓋による押圧を解除されて付勢部材の他端を第１の位置に移動させてもよい。
【００１１】
押圧アームは、給紙蓋を閉じた状態では、ロール紙を給紙ローラに押圧するようにロール紙の軸を支持し、給紙蓋を開いた状態では、ロール紙の軸の支持を解除してロール紙を交換可能な位置に移動させてもよい。
【００１２】
付勢部材は、押圧アームの回転支点軸を捩り中心軸とする捩りバネでもよい。
【００１３】
また、本発明の別の観点によれば、給紙ローラと、給紙カセットとを備える画像形成装置であって、給紙カセットは、ロール紙を収納するために開閉される給紙蓋と、一端が回動可能に支持され、他端がロール紙の軸を支持可能であり、ロール紙を給紙ローラに押圧するように付勢された押圧アームと、一端が押圧アームに連結され、他端が第１の位置と、第１の位置よりも大きな付勢力を生じさせる第２の位置との間で移動可能に支持された付勢部材と、給紙蓋を閉じた時に付勢部材の他端を第２の位置に移動させ、給紙蓋を開いた時に付勢部材の他端を第１の位置に移動させる補助アームとを有し、付勢部材の他端を移動可能に支持する可動支持部をさらに備える画像形成装置が提供される。
【００１４】
また、本発明の別の観点によれば、ロール紙を収納するために開閉される給紙蓋と、一端が回動可能に支持され、他端がロール紙の軸を支持可能であり、ロール紙を給紙ローラに押圧するように付勢された押圧アームと、一端が押圧アームに連結され、他端が第１の位置と、第１の位置よりも大きな付勢力を生じさせる第２の位置との間で移動可能に支持された付勢部材と、付勢部材の他端を移動させる補助アームとを有する給紙カセットを開閉する方法であって、給紙蓋を閉じた時に補助アームを介して付勢部材の他端を第２の位置に移動させ、給紙蓋を開いた時に補助アームを介して付勢部材の他端を第１の位置に移動させることを含む給紙カセットの開閉方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、給紙蓋を容易に開くことが可能な、給紙カセット、画像形成装置および給紙カセットの開閉方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用可能な給紙カセットの背面側の外観を示す斜視図である。
【図２】給紙カセットの正面側の外観（給紙蓋を閉じた状態）を示す斜視図である。
【図３】給紙カセットの正面側の外観（給紙蓋を開いた状態）を示す斜視図である。
【図４】給紙カセットを装着したプリンタの内部状態を示す概略図である。
【図５】補助アームを伴わない給紙カセット（給紙蓋を開いた状態）を示す側断面図である。
【図６】補助アームを伴わない給紙カセット（給紙蓋を閉じた状態）を示す側断面図である（ロール紙の使用開始時の状態）。
【図７】補助アームを伴わない給紙カセット（給紙蓋を閉じた状態）を示す側断面図である（ロール紙の使用開始後の状態）。
【図８】捩りバネに作用する力を示す図である。
【図９】補助アームを伴う給紙カセット（給紙蓋を開いた状態）を示す側断面図である。
【図１０】補助アームを伴う給紙カセット（給紙蓋を閉じた状態）を示す側断面図である。
【図１１】補助アームを伴わない場合における給紙蓋の開閉時に捩りバネに作用する力を示す図である。
【図１２】補助アームを伴う場合における給紙蓋の開閉時に捩りバネに作用する力を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
［１．給紙カセット１の周辺構成］
まず、図１から図３を参照して給紙カセット１の周辺構成について説明する。
【００１９】
図１には、本発明を適用可能な給紙カセット１の背面側の外観が示されている。給紙カセット１は、カセット本体１０と、カセット本体１０の前面に取付けられた給紙蓋２０とを有する。カセット本体１０には、給紙カセット１に収容されたロール紙Ｐを給紙ローラ２に圧接するための開口１１が形成されている。つまり、ロール紙Ｐを収納した給紙カセット１をプリンタ本体（不図示）に装着すると、プリンタ本体に設けられた給紙ローラ２は、開口１１を通じてロール紙Ｐの外周面に圧接する。また、開口１１の下方には、ロール紙Ｐを給紙カセット１の外部に巻出すための給紙口１２が形成されている。
【００２０】
図２と図３には、給紙蓋２０を閉じた状態と給紙蓋２０を開いた状態の給紙カセット１が示されている。給紙蓋２０は、連結アーム６０により支持軸６１を中心として回動可能に構成され、給紙蓋２０を上方に回動させると、給紙蓋２０が閉じられる。つまり、給紙カセット１は、給紙蓋２０を開いてカセット本体１０（本体シャーシ１０´）にロール紙Ｐを収納した後に、給紙蓋２０を閉じることで、プリンタ本体に装着可能となる。なお、給紙蓋２０の内側には、給紙蓋２０を閉じた状態で、給紙蓋２０の内面がロール紙Ｐの外周面に接触しないように、回転ローラ１３が取付けられている。
【００２１】
図４には、給紙カセット１を装着したプリンタの内部状態が示されている。ロール紙Ｐは、プリンタに装着された給紙カセット１に収納されており、給紙ローラ２の回転駆動により給紙口１２から巻出される。給紙口１２を通過したロール紙Ｐは、サーマルヘッド３とプラテンローラ４の間に配置され、グリップローラ５とピンチローラ６により搬送される。
【００２２】
また、インクリボンＲは、プリンタ本体に回動自在に設けられた巻取りスプール用係合部７と供給スプール用係合部８に係合し、サーマルヘッド３とプラテンローラ４の間を通過するように配置される。そして、インクリボンＲは、印画対象となる画像データに応じて回動する巻取りスプール用係合部７により供給スプールから引出され、サーマルヘッド３とプラテンローラ４の間を通過し、巻取りスプール用係合部７に係合した巻取りスプールに巻取られる。
【００２３】
サーマルヘッド３には、複数の発熱素子（不図示）がライン状にロール紙Ｐの幅方向に配列されている。そして、サーマルヘッド３は、非印画時には、プラテンローラ４から少し離れて位置しているが、印画開始時には、プラテンローラ４を押圧し、発熱素子の配列部分とプラテンローラ４の間にインクリボンＲとロール紙Ｐを挟みこむ。つまり、サーマルヘッド３の発熱素子は、プラテンローラ４上でインクリボンＲを介してロール紙Ｐを押圧する。
【００２４】
そして、画像データが入力されると、グリップローラ５の回転駆動によりロール紙Ｐが順次搬送される。また、巻取りスプール用係合部７の回転駆動によりロール紙Ｐと同じ速度でインクリボンＲが順次巻取られる。同時に、サーマルヘッド３上の発熱素子が駆動制御信号により選択的に通電駆動され、発熱素子からインクリボンＲに熱エネルギーが供給される。すると、発熱素子の発熱量に応じて、インクリボンＲに塗布されたインクがロール紙Ｐに転写されて印画が行われる。そして、印画後のロール紙Ｐは、カッター（不図示）により印画部分が切断され、排紙口（不図示）から排出される。
【００２５】
［２．補助アーム５０を伴わない給紙カセット１］
つぎに、図５から図８を参照して、補助アーム５０を伴わない給紙カセット１の構成および動作について説明する。なお、図５から図８は、カセット本体１０からカバー部材が取外された状態を示している。
【００２６】
図５には、給紙蓋２０を開いた状態の給紙カセット１が示されている。図６と図７には、給紙蓋２０を閉じた状態の給紙カセット１が示されている。ロール紙Pは、図６では使用開始時の状態（未消費の状態）にあり、図７では使用開始後の状態（消費された状態）にある。
【００２７】
給紙カセット１は、カセット本体１０の本体シャーシ１０´と、給紙蓋２０とを有し、給紙カセット１内には、押圧アーム３０と、捩りバネ４０（付勢部材）と、連結アーム６０と、第１および第２のロック機構７０、７５とが設けられている。
【００２８】
ロール紙Ｐは、長尺の記録紙を巻芯（不図示）に巻付けて構成され、巻芯にはペーパーホルダ８１が挿入されている。ペーパーホルダ８１には、本体シャーシ１０´のＶ字溝１４に挿入されるペーパー軸８２が設けられている。
【００２９】
給紙蓋２０は、一端が本体シャーシ１０´の支点軸１５に回動可能に支持されている。給紙蓋２０の他端には、第２のロック機構７５の係合溝７６に係合する係合突起２１が設けられている。また、給紙蓋２０の中央部には、給紙蓋２０が閉じられた状態で、後述する補助アーム５０の押圧面５１により押圧される面２２が設けられている。
【００３０】
押圧アーム３０は、一端が本体シャーシ１０´の回転支点軸１６に回動可能に支持されている。押圧アーム３０の他端の上面には、ペーパー軸８２をＶ字溝１４に沿って移動させる押圧面３１が形成されている。押圧アーム３０の他端の側面には、連結アーム６０の案内溝６２内を移動する案内突起３２が設けられている。
【００３１】
捩りバネ４０は、中央部が押圧アーム３０とともに回転支点軸１６により支持され、一端が押圧アーム３０に連結されている。ここで、補助アーム５０を伴わない給紙カセット１では、捩りバネ４０の他端４１は、プリンタ本体に固定された固定支持部材９１に支持されている。捩りバネ４０には、押圧アーム３０を上向きに回動するように復元力Ｆｒが作用する。
【００３２】
連結アーム６０は、一端が給紙蓋２０の支点軸６１に回動可能に支持されている。連結アーム６０には、押圧アーム３０の案内突起３２と係合する案内溝６２が長手方向に設けられている。
【００３３】
第１のロック機構７０は、給紙蓋２０が開いた状態で、捩りバネ４０の復元力Ｆｒにより給紙蓋２０が上向きに回動しないように、押圧アーム３０の回動を規制する。第１のロック機構７０は、給紙蓋２０が完全に開いた状態で、押圧アーム３０を本体シャーシ１０´に固定し、給紙蓋２０が閉じかけた状態（給紙蓋２０を僅かに持上げる力が作用した状態）で、押圧アーム３０の固定を解除する。第１のロック機構７０には、押圧アーム３０の固定を維持するためにバネ７１が設けられている。
【００３４】
第２のロック機構７５は、給紙蓋２０が閉じた状態で、給紙蓋２０が下向きに回動しないように、給紙蓋２０の回動を規制する。第２のロック機構７５には、給紙蓋２０の係合突起２１に係合する係合溝７６が設けられている。第２のロック機構７５には、給紙蓋２０が閉じられた状態で、移動中や印画中に給紙蓋２０と本体シャーシ１０´との間に生じるガタツキを防止するために、給紙蓋２０を下向きに付勢して係合突起２１と係合溝７６の係合を強固にするバネ（不図示）が設けられている。
【００３５】
図５に示す状態から給紙蓋２０を閉じる場合、ユーザが支点軸１５を中心として給紙蓋２０を僅かに持ち上げる。すると、第１のロック機構７０による押圧アーム３０の固定が解除され、捩りバネ４０の復元力Ｆｒにより押圧アーム３０が上向きに回動する。押圧アーム３０が回動すると、押圧アーム３０の押圧面３１によりペーパー軸８２がＶ字溝１４に沿って押上げられ、給紙ローラ２にロール紙Ｐが押圧される。そして、ユーザが支点軸１５を中心として給紙蓋２０をさらに持上げると、連結アーム６０の回動を伴いながら、給紙蓋２０が上向きに回動して閉じられる。給紙蓋２０を完全に閉じると、係合突起２１と係合溝７６の係合を通して、第２のロック機構７５により給紙蓋２０の下向きの回動が規制される。
【００３６】
図８には、捩りバネ４０に作用する力が示されている。図８に示すように、給紙蓋２０を閉じた状態では、ロール紙Ｐには、ロール紙Ｐの自重Ｗとともに捩りバネ４０の復元力Ｆｒが作用している。そして、ロール紙Ｐは、ロール紙Ｐの自重Ｗと捩りバネ４０の復元力Ｆｒの差分に相当する力Ｆｐで給紙ローラ２に押圧されている。ここで、捩りバネ４０の復元力Ｆｒは、バネ４０の自由角度に対して捩れ角θ０を生じさせることで発生している。
【００３７】
ここで、捩りバネ４０には、ロール紙Ｐの重量が大きいほど大きな復元力Ｆｒが作用し、ロール紙Ｐの重量が小さくなるほど小さな復元力Ｆｒが作用する。そして、押圧アーム３０は、ロール紙Ｐの消費に応じてロール紙Ｐを給紙ローラ２側に移動させる。よって、給紙ローラ２とロール紙Ｐの間の圧接力は、ロール紙Ｐの自重Ｗと捩りバネ４０の復元力Ｆｒとのバランスにより、常に一定となり、給紙ローラ２のトルクを安定させることができる。
【００３８】
一方、図６または図７に示す状態から給紙蓋２０を開く場合、ユーザが本体シャーシ１０´側に給紙蓋２０を押付ける。すると、第２のロック機構７５では、バネ力に抗して係合突起２１と係合溝７６（図５参照）の係合が解かれ、給紙蓋２０の固定が解除される。そして、ユーザが支点軸１５を中心として給紙蓋２０を下げると、連結アーム６０が回動し、給紙蓋２０が下向きに回動してある程度開かれる。ここで、連結アーム６０の回動に応じて、連結アーム６０の案内溝６２が押圧アーム３０の案内突起３２に係止されるまで移動する。
【００３９】
そして、ユーザが給紙蓋２０をさらに下げると、案内突起３２と案内溝６２の係止を通じて、押圧アーム３０が捩りバネ４０の復元力Ｆｒに抗して回転支点軸１６を中心として下向きに回動する。さらに、押圧アーム３０の回動によりロール紙Ｐの押圧が解除され、ペーパー軸８２がＶ字溝１４に沿って屈曲部（Ｖ字の頂点）まで自重Ｗにより降下する。給紙蓋２０を完全に開くと、第１のロック機構７０により給紙蓋２０の上向きの回動が規制される。これにより、ロール紙Ｐを給紙カセット１から容易に取出すことができる。
【００４０】
給紙蓋２０を完全に開く場合、ユーザは、捩りバネ４０の復元力Ｆｒに抗して押圧アーム３０を下向きに回動させる必要がある。ここで、給紙蓋２０を閉じた状態から完全に開いた状態にするまでに、捩りバネ４０に捩れ角Δθａをさらに生じさせる場合を想定する。この場合、ユーザは、給紙蓋２０を完全に開くために、最大Ｆｏ＝ｋ（θ０＋Δθａ）の力を捩りバネ４０に作用させる必要がある。そして、ロール紙Ｐが重量化すると、捩れ角θ０が大きくなり、ユーザは、捩りバネ４０に大きな力を作用させる必要がある。
【００４１】
［３．補助アーム５０を伴う給紙カセット１］
つぎに、図９と図１０を参照して、補助アーム５０を伴う給紙カセット１の構成および動作について説明する。
【００４２】
図９と図１０には、本発明の実施形態に係る補助アーム５０を伴う給紙カセット１が示されている。図９と図１０には、給紙蓋２０を開いた状態と閉じた状態の給紙カセット１が各々に示されている。なお、図９と図１０も、カセット本体１０からカバー部材が取外された状態を示している。
【００４３】
給紙カセット１内には、押圧アーム３０、捩りバネ４０、連結アーム６０、第１および第２のロック機構７０、７５の他に、補助アーム５０が設けられている。また、プリンタ本体には、補助アーム５０の水平移動を案内するガイド９３が設けられている。給紙カセット１内には、幅や巻き径の増加により重量化されたロール紙Ｐが収納されている。
【００４４】
ここで、図９と図１０に示す給紙カセット１では、捩りバネ４０の他端４１は、プリンタ本体に移動可能に支持された可動支持部材９２に支持されている。捩りバネ４０の他端４１は、可動支持部材９２がガイド９３の案内溝９４に係合して移動することで、回転支点軸１６を中心として移動する。
【００４５】
補助アーム５０は、本体シャーシ１０´に対して水平移動可能な略Ｌ字状の部材である。補助アーム５０は、補助アーム５０の水平移動を案内する案内溝５３を介して本体シャーシ１０´に支持されている。補助アーム５０には、給紙蓋２０を押圧する押圧面５１が一端に形成され、可動支持部材９２を押圧する押圧面５２（図１０参照）が他端に形成されている。
【００４６】
図９に示す状態から給紙蓋２０を閉じる場合、ユーザが支点軸１５を中心として給紙蓋２０を僅かに持ち上げる。すると、第１のロック機構７０による押圧アーム３０の固定が解除され、捩りバネ４０の復元力Ｆｒにより押圧アーム３０が上向きに回動する。そして、ユーザは、給紙蓋２０の面２２が補助アーム５０の押圧面５１に当接するまで給紙蓋２０を上向きに回動させる。
【００４７】
ユーザは、補助アーム５０に当接した給紙蓋２０を上向きにさらに回動させる。すると、給紙蓋２０の回動により、補助アーム５０は、給紙カセット１の背面側（図９では右側）に移動し、押圧面５２を通じて可動支持部材９２を背面側に押圧する。可動支持部材９２の押圧により、可動支持部材９２により支持された捩りバネ４０の他端４１が背面側に移動し、捩りバネ４０には、他端４１の移動量に応じた捩れ角Δθｂが生じることになる。ここで、押圧アーム３０には、捩れ角Δθｂの発生により上向きの回動力が作用することになる。
【００４８】
一方、ロール紙Ｐは、押圧アーム３０の押圧面３１によりペーパー軸８２がＶ字溝１４に沿って押上げられることで、給紙ローラ２に押圧される。給紙蓋２０を完全に閉じると、係合突起２１と係合溝７６の係合を通して、第２のロック機構７５により給紙蓋２０の下向きの回動が規制される。これにより、捩りバネ４０に生じた捩れ角Δθｂにより、押圧アーム３０による押圧力を増強することができる。
【００４９】
ここで、給紙蓋２０を完全に閉じた状態では、捩れ角Δθｂに相当する力により給紙蓋２０を本体シャーシ１０´に押し付ける力が作用している。よって、第２のロック機構７５では、バネを設けずとも、係合突起２１と係合溝７６の係合を強固にすることができる。
【００５０】
給紙蓋２０を閉じた状態では、ロール紙Ｐには、ロール紙Ｐの自重Ｗとともに捩りバネ４０の復元力Ｆｒが作用している。そして、ロール紙Ｐは、ロール紙Ｐの自重Ｗと捩りバネ４０の復元力Ｆｒの差分に相当する力Ｆｐで給紙ローラ２に押圧されている。ここで、捩りバネ４０の復元力Ｆｒは、バネ４０の自由角度に対して捩れ角θ０とΔθｂを生じさせることで発生している。
【００５１】
捩れ角の成分Δθｂは、補助アーム５０の作用による捩りバネ４０の他端４１の移動により生じている。そして、捩れ角θ０とΔθｂに相当する復元力Ｆｒにより、ロール紙Ｐの自重Ｗと捩りバネ４０の復元力Ｆｒがバランスしている。この場合、ユーザは、給紙蓋２０を完全に閉じるために、最大Ｆｃ´＝ｋ（θ０＋Δθｂ）の力を捩りバネ４０に作用させる必要がある。
【００５２】
一方、図１０に示す状態から給紙蓋２０を開く場合、ユーザが本体シャーシ１０´側に給紙蓋２０を押付ける。すると、第２のロック機構７５では、バネ力に抗して係合突起２１と係合溝７６（図９参照）の係合が解かれ、給紙蓋２０の固定が解除される。そして、捩りバネ４０の復元力Ｆｒにより補助アーム５０が給紙カセット１の正面側（図１０では左側）に移動し、補助アーム５０の押圧により給紙蓋２０が下向きに回動する。これにより、捩りバネ４０では、復元力Ｆｒのうち捩れ角Δθｂに相当する部分が解放される。
【００５３】
そして、ユーザが給紙蓋２０をさらに下向きに回動させると、連結アーム６０が回動し、給紙蓋２０が下向きに回動してさらに開かれる。ここで、連結アーム６０の回動に応じて、連結アーム６０の案内溝６２が押圧アーム３０の案内突起３２に係止するまで移動する。そして、ユーザが給紙蓋２０をさらに下げると、案内突起３２と案内溝６２の係止を通じて、押圧アーム３０が捩りバネ４０の復元力Ｆｒに抗して回転支点軸１６を中心として下向きに回動する。
【００５４】
さらに、押圧アーム３０の回動によりロール紙Ｐの押圧が解除され、ペーパー軸８２がＶ字溝１４に沿って屈曲部まで自重Ｗで降下する。給紙蓋２０を完全に開くと、第１のロック機構７０により給紙蓋２０の上向きの回動が規制される。これにより、ロール紙Ｐを給紙カセット１から容易に取出すことができる。
【００５５】
給紙蓋２０を完全に開く場合、ユーザは、捩りバネ４０の復元力Ｆｒに抗して押圧アーム３０を下向きに回動させる必要がある。ここで、給紙蓋２０を閉じた状態から完全に開いた状態にするまでに、捩りバネ４０に捩れ角Δθａをさらに生じさせる場合を想定する。この場合、補助アーム５０の移動時に捩れ角Δθｂに相当する付勢力が解除されているので、ユーザは、給紙蓋２０を完全に開くために、最大Ｆｏ´＝ｋ（θ０＋Δθａ）の力を捩りバネ４０に作用させる必要がある。
【００５６】
［４．捩りバネ４０に作用する力］
図１１には、補助アーム５０を伴わない場合における給紙蓋２０の開閉時に捩りバネ４０に作用する力が示されている。図１１に示すように、補助アーム５０を取付けない場合、捩りバネ４０の他端４１が固定支持部材９１に支持されている。
【００５７】
給紙蓋２０を閉じた状態では、図８に示したように、捩りバネ４０には、バネの自然角度に対して捩れ角θ０が生じている。捩りバネ４０は、捩れ角θ０に相当する復元力Ｆｒでロール紙Ｐを給紙ローラ２に適切に圧接させる。
【００５８】
給紙蓋２０を閉じる場合（図１１の状態１）、捩りバネ４０は、捩れ角θ０＋Δθａの状態から捩れ角θ０の状態に遷移する。ここで、捩りバネ４０では、復元力Ｆｒにより捩れ角θ０＋Δθａの状態から捩れ角θ０の状態への遷移が生じる。よって、ユーザは、給紙蓋２０を閉じるために力を要しない（Ｆｃ＝０）。
【００５９】
また、給紙蓋２０を開く場合（図１１の状態２）、捩りバネ４０は、捩れ角θ０の状態から捩れ角θ０＋Δθａの状態に遷移する。よって、ユーザは、給紙蓋２０を開くために、最大Ｆｏ＝ｋ（θ０＋Δθａ）の力を要することになる。
【００６０】
図１２には、補助アーム５０を伴う場合における給紙蓋２０の開閉時に捩りバネ４０に作用する力が示されている。図１２に示すように、補助アーム５０を取付けた場合、捩りバネ４０の他端４１が可動支持部材９２に支持されている。
【００６１】
給紙蓋２０を閉じた状態では、捩りバネ４０には、バネの自然角度に対して捩れ角θ０＋Δθｂが生じている。捩れ角の成分Δθｂは、捩りバネ４０の復元力Ｆｒを増加させるために、補助アーム５０の作用により、捩りバネ４０の他端４１を移動させることで生じる。捩りバネ４０は、捩れ角θ０＋Δθｂに相当する復元力Ｆｒで重量化したロール紙Ｐを給紙ローラ２に適切に圧接させる。
【００６２】
給紙蓋２０を閉じる場合（図１２の状態１）、捩りバネ４０は、捩れ角θ０＋Δθａの状態から捩れ角θ０＋Δθｂの状態に遷移する。ここで、捩りバネ４０は、復元力Ｆｒにより捩れ角θ０＋Δθａの状態から捩れ角θ０の状態へ遷移した後、補助アーム５０の作用により捩れ角θ０＋Δθｂの状態に遷移する。この状態で、捩りバネ４０の他端４１は、第２の位置に移動されている。よって、ユーザは、給紙蓋２０を閉じるために、最大Ｆｃ´＝ｋ（θ０＋Δθｂ）の力を要することになる。
【００６３】
また、給紙蓋２０を開く場合（図１２の状態２）、捩りバネ４０は、捩れ角θ０＋Δθｂの状態から捩れ角θ０＋Δθａの状態に遷移する。ここで、捩りバネ４０は、復元力Ｆｒにより捩れ角θ０＋Δθｂの状態から捩れ角θ０の状態へ遷移する。この状態で、捩りバネ４０の他端４１は、第１の位置に移動されている。さらに、捩りバネ４０は、捩れ角θ０＋Δθａの状態に遷移する。よって、ユーザは、給紙蓋２０を開くために、最大Ｆｏ´＝ｋ（θ０＋Δθａ）の力を要することになる。
【００６４】
つまり、ロール紙Ｐが重量化すると、補助アーム５０を取付けない場合、ユーザは、給紙蓋２０を開く時にロール紙Ｐの重量増分に見合う力を余計に作用させる必要がある。しかし、補助アーム５０を取付けた場合、補助アーム５０の作用により、給紙蓋２０を開く時に作用させていた力を、給紙蓋２０を開く時と閉じる時に分散して作用させることができる。よって、ユーザは、分散して力を作用させることで、給紙蓋２０を開く時に余計に作用させる力を低減することができる。
【００６５】
さらに、ユーザは、補助アーム５０を取付けるとともにバネ定数を適切に設定することで、ロール紙Ｐの重量化にも拘らず、補助アーム５０を取付けない場合よりも、給紙蓋２０の開閉に要する力を低減することができる。このために、バネ定数は、捩れ角の成分ΔθｂがΔθａ未満となるように設定される。すると、補助アーム５０を用いて給紙蓋２０を閉じるための最大力Ｆｃ´は、補助アーム５０を用いずに給紙蓋２０を開くための最大力Ｆｏまたは補助アーム５０を用いて給紙蓋２０を開くための最大力Ｆｏ´よりも小さくなる。よって、ロール紙Ｐの重量化にも拘らず、給紙蓋２０の開閉に要する力が低減される。
【００６６】
［５．まとめ］
以上説明したように、本発明の実施形態に係る給紙カセット１によれば、ロール紙Ｐを給紙ローラ２に押圧する付勢力を、給紙蓋２０を閉じる力で増強し、給紙蓋２０を開く時に解除することで、給紙蓋２０を容易に開くことができる。
【００６７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６８】
例えば上記説明では、付勢部材として捩りバネ４０を用いる場合について説明した。しかし、付勢部材としては、コイルバネ、板バネ等のバネ部材、または他の弾性部材が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１ 給紙カセット
２ 給紙ローラ
１０ カセット本体
１０´ 本体シャーシ
２０ 給紙蓋
３０ 押圧アーム
４０ 捩りバネ（付勢部材）
５０ 補助アーム
６０ 連結アーム
７０ 第１のロック機構
７５ 第２のロック機構
Ｐ ロール紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給紙カセット、画像形成装置および給紙カセットの開閉方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、長尺の記録紙を巻芯に巻付けたロール紙を使用するプリンタが知られている。プリンタは、給紙ローラによりロール紙から記録紙を巻出し、巻出された記録紙に印画を行う。このため、印画時には、ロール紙が給紙ローラに押圧され、ロール紙交換時には、交換作業を容易にするためにロール紙の押圧が解除される。
【０００３】
下記特許文献１には、ロール紙を給紙ローラに押圧する支持部材を有する給紙カセットが開示されている。支持部材は、バネ力によりロール紙を給紙ローラに付勢するとともに、給紙蓋の開閉に応じて回動する。給紙蓋を開く時に、支持部材は、ロール紙を付勢する力に抗して、ロール紙の押圧を解除する方向に回動する。これにより、給紙蓋を開いた時にロール紙の押圧が解除されており、ロール紙の交換作業が容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６１４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、印画サイズの大型化や連続印画数の増加により、ロール紙の幅および巻径が増加し、ロール紙が重量化する傾向にある。ここで、上記給紙カセットでは、ロール紙の重量とバネ力とをバランスさせることで、給紙ローラに対するロール紙の圧接が巻径に拘らずに略一定となる。しかし、ロール紙が重量化するほど、バネ力を増加させなければならなくなる。すると、給紙蓋を開く時には、ロール紙の押圧を解除する方向に支持部材を回動するために大きな力が必要となり、給紙蓋を開く操作が困難となってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、給紙蓋を容易に開くことが可能な、給紙カセット、画像形成装置および給紙カセットの開閉方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある観点によれば、ロール紙を収納するために開閉される給紙蓋と、一端が回動可能に支持され、他端がロール紙の軸を支持可能であり、ロール紙を給紙ローラに押圧するように付勢された押圧アームと、一端が押圧アームに連結され、他端が第１の位置と、第１の位置よりも大きな付勢力を生じさせる第２の位置との間で移動可能に支持された付勢部材と、給紙蓋を閉じた時に付勢部材の他端を第２の位置に移動させ、給紙蓋を開いた時に付勢部材の他端を第１の位置に移動させる補助アームとを備える給紙カセットが提供される。
【０００８】
押圧アームは、付勢部材の他端を第２の位置に移動させた状態で付勢部材に生じた付勢力により、ロール紙を給紙ローラに押圧してもよい。
【０００９】
付勢部材は、第１の位置と第２の位置の間の移動量が、給紙蓋を閉じた状態から完全に開いた状態にする場合に生じる移動量よりも小さくなるように設定されてもよい。
【００１０】
補助アームは、給紙蓋により押圧されて付勢部材の他端を第２の位置に移動させ、給紙蓋による押圧を解除されて付勢部材の他端を第１の位置に移動させてもよい。
【００１１】
押圧アームは、給紙蓋を閉じた状態では、ロール紙を給紙ローラに押圧するようにロール紙の軸を支持し、給紙蓋を開いた状態では、ロール紙の軸の支持を解除してロール紙を交換可能な位置に移動させてもよい。
【００１２】
付勢部材は、押圧アームの回転支点軸を捩り中心軸とする捩りバネでもよい。
【００１３】
また、本発明の別の観点によれば、給紙ローラと、給紙カセットとを備える画像形成装置であって、給紙カセットは、ロール紙を収納するために開閉される給紙蓋と、一端が回動可能に支持され、他端がロール紙の軸を支持可能であり、ロール紙を給紙ローラに押圧するように付勢された押圧アームと、一端が押圧アームに連結され、他端が第１の位置と、第１の位置よりも大きな付勢力を生じさせる第２の位置との間で移動可能に支持された付勢部材と、給紙蓋を閉じた時に付勢部材の他端を第２の位置に移動させ、給紙蓋を開いた時に付勢部材の他端を第１の位置に移動させる補助アームとを有し、付勢部材の他端を移動可能に支持する可動支持部をさらに備える画像形成装置が提供される。
【００１４】
また、本発明の別の観点によれば、ロール紙を収納するために開閉される給紙蓋と、一端が回動可能に支持され、他端がロール紙の軸を支持可能であり、ロール紙を給紙ローラに押圧するように付勢された押圧アームと、一端が押圧アームに連結され、他端が第１の位置と、第１の位置よりも大きな付勢力を生じさせる第２の位置との間で移動可能に支持された付勢部材と、付勢部材の他端を移動させる補助アームとを有する給紙カセットを開閉する方法であって、給紙蓋を閉じた時に補助アームを介して付勢部材の他端を第２の位置に移動させ、給紙蓋を開いた時に補助アームを介して付勢部材の他端を第１の位置に移動させることを含む給紙カセットの開閉方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、給紙蓋を容易に開くことが可能な、給紙カセット、画像形成装置および給紙カセットの開閉方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用可能な給紙カセットの背面側の外観を示す斜視図である。
【図２】給紙カセットの正面側の外観（給紙蓋を閉じた状態）を示す斜視図である。
【図３】給紙カセットの正面側の外観（給紙蓋を開いた状態）を示す斜視図である。
【図４】給紙カセットを装着したプリンタの内部状態を示す概略図である。
【図５】補助アームを伴わない給紙カセット（給紙蓋を開いた状態）を示す側断面図である。
【図６】補助アームを伴わない給紙カセット（給紙蓋を閉じた状態）を示す側断面図である（ロール紙の使用開始時の状態）。
【図７】補助アームを伴わない給紙カセット（給紙蓋を閉じた状態）を示す側断面図である（ロール紙の使用開始後の状態）。
【図８】捩りバネに作用する力を示す図である。
【図９】補助アームを伴う給紙カセット（給紙蓋を開いた状態）を示す側断面図である。
【図１０】補助アームを伴う給紙カセット（給紙蓋を閉じた状態）を示す側断面図である。
【図１１】補助アームを伴わない場合における給紙蓋の開閉時に捩りバネに作用する力を示す図である。
【図１２】補助アームを伴う場合における給紙蓋の開閉時に捩りバネに作用する力を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
［１．給紙カセット１の周辺構成］
まず、図１から図３を参照して給紙カセット１の周辺構成について説明する。
【００１９】
図１には、本発明を適用可能な給紙カセット１の背面側の外観が示されている。給紙カセット１は、カセット本体１０と、カセット本体１０の前面に取付けられた給紙蓋２０とを有する。カセット本体１０には、給紙カセット１に収容されたロール紙Ｐを給紙ローラ２に圧接するための開口１１が形成されている。つまり、ロール紙Ｐを収納した給紙カセット１をプリンタ本体（不図示）に装着すると、プリンタ本体に設けられた給紙ローラ２は、開口１１を通じてロール紙Ｐの外周面に圧接する。また、開口１１の下方には、ロール紙Ｐを給紙カセット１の外部に巻出すための給紙口１２が形成されている。
【００２０】
図２と図３には、給紙蓋２０を閉じた状態と給紙蓋２０を開いた状態の給紙カセット１が示されている。給紙蓋２０は、連結アーム６０により支持軸６１を中心として回動可能に構成され、給紙蓋２０を上方に回動させると、給紙蓋２０が閉じられる。つまり、給紙カセット１は、給紙蓋２０を開いてカセット本体１０（本体シャーシ１０´）にロール紙Ｐを収納した後に、給紙蓋２０を閉じることで、プリンタ本体に装着可能となる。なお、給紙蓋２０の内側には、給紙蓋２０を閉じた状態で、給紙蓋２０の内面がロール紙Ｐの外周面に接触しないように、回転ローラ１３が取付けられている。
【００２１】
図４には、給紙カセット１を装着したプリンタの内部状態が示されている。ロール紙Ｐは、プリンタに装着された給紙カセット１に収納されており、給紙ローラ２の回転駆動により給紙口１２から巻出される。給紙口１２を通過したロール紙Ｐは、サーマルヘッド３とプラテンローラ４の間に配置され、グリップローラ５とピンチローラ６により搬送される。
【００２２】
また、インクリボンＲは、プリンタ本体に回動自在に設けられた巻取りスプール用係合部７と供給スプール用係合部８に係合し、サーマルヘッド３とプラテンローラ４の間を通過するように配置される。そして、インクリボンＲは、印画対象となる画像データに応じて回動する巻取りスプール用係合部７により供給スプールから引出され、サーマルヘッド３とプラテンローラ４の間を通過し、巻取りスプール用係合部７に係合した巻取りスプールに巻取られる。
【００２３】
サーマルヘッド３には、複数の発熱素子（不図示）がライン状にロール紙Ｐの幅方向に配列されている。そして、サーマルヘッド３は、非印画時には、プラテンローラ４から少し離れて位置しているが、印画開始時には、プラテンローラ４を押圧し、発熱素子の配列部分とプラテンローラ４の間にインクリボンＲとロール紙Ｐを挟みこむ。つまり、サーマルヘッド３の発熱素子は、プラテンローラ４上でインクリボンＲを介してロール紙Ｐを押圧する。
【００２４】
そして、画像データが入力されると、グリップローラ５の回転駆動によりロール紙Ｐが順次搬送される。また、巻取りスプール用係合部７の回転駆動によりロール紙Ｐと同じ速度でインクリボンＲが順次巻取られる。同時に、サーマルヘッド３上の発熱素子が駆動制御信号により選択的に通電駆動され、発熱素子からインクリボンＲに熱エネルギーが供給される。すると、発熱素子の発熱量に応じて、インクリボンＲに塗布されたインクがロール紙Ｐに転写されて印画が行われる。そして、印画後のロール紙Ｐは、カッター（不図示）により印画部分が切断され、排紙口（不図示）から排出される。
【００２５】
［２．補助アーム５０を伴わない給紙カセット１］
つぎに、図５から図８を参照して、補助アーム５０を伴わない給紙カセット１の構成および動作について説明する。なお、図５から図８は、カセット本体１０からカバー部材が取外された状態を示している。
【００２６】
図５には、給紙蓋２０を開いた状態の給紙カセット１が示されている。図６と図７には、給紙蓋２０を閉じた状態の給紙カセット１が示されている。ロール紙Pは、図６では使用開始時の状態（未消費の状態）にあり、図７では使用開始後の状態（消費された状態）にある。
【００２７】
給紙カセット１は、カセット本体１０の本体シャーシ１０´と、給紙蓋２０とを有し、給紙カセット１内には、押圧アーム３０と、捩りバネ４０（付勢部材）と、連結アーム６０と、第１および第２のロック機構７０、７５とが設けられている。
【００２８】
ロール紙Ｐは、長尺の記録紙を巻芯（不図示）に巻付けて構成され、巻芯にはペーパーホルダ８１が挿入されている。ペーパーホルダ８１には、本体シャーシ１０´のＶ字溝１４に挿入されるペーパー軸８２が設けられている。
【００２９】
給紙蓋２０は、一端が本体シャーシ１０´の支点軸１５に回動可能に支持されている。給紙蓋２０の他端には、第２のロック機構７５の係合溝７６に係合する係合突起２１が設けられている。また、給紙蓋２０の中央部には、給紙蓋２０が閉じられた状態で、後述する補助アーム５０の押圧面５１により押圧される面２２が設けられている。
【００３０】
押圧アーム３０は、一端が本体シャーシ１０´の回転支点軸１６に回動可能に支持されている。押圧アーム３０の他端の上面には、ペーパー軸８２をＶ字溝１４に沿って移動させる押圧面３１が形成されている。押圧アーム３０の他端の側面には、連結アーム６０の案内溝６２内を移動する案内突起３２が設けられている。
【００３１】
捩りバネ４０は、中央部が押圧アーム３０とともに回転支点軸１６により支持され、一端が押圧アーム３０に連結されている。ここで、補助アーム５０を伴わない給紙カセット１では、捩りバネ４０の他端４１は、プリンタ本体に固定された固定支持部材９１に支持されている。捩りバネ４０には、押圧アーム３０を上向きに回動するように復元力Ｆｒが作用する。
【００３２】
連結アーム６０は、一端が給紙蓋２０の支点軸６１に回動可能に支持されている。連結アーム６０には、押圧アーム３０の案内突起３２と係合する案内溝６２が長手方向に設けられている。
【００３３】
第１のロック機構７０は、給紙蓋２０が開いた状態で、捩りバネ４０の復元力Ｆｒにより給紙蓋２０が上向きに回動しないように、押圧アーム３０の回動を規制する。第１のロック機構７０は、給紙蓋２０が完全に開いた状態で、押圧アーム３０を本体シャーシ１０´に固定し、給紙蓋２０が閉じかけた状態（給紙蓋２０を僅かに持上げる力が作用した状態）で、押圧アーム３０の固定を解除する。第１のロック機構７０には、押圧アーム３０の固定を維持するためにバネ７１が設けられている。
【００３４】
第２のロック機構７５は、給紙蓋２０が閉じた状態で、給紙蓋２０が下向きに回動しないように、給紙蓋２０の回動を規制する。第２のロック機構７５には、給紙蓋２０の係合突起２１に係合する係合溝７６が設けられている。第２のロック機構７５には、給紙蓋２０が閉じられた状態で、移動中や印画中に給紙蓋２０と本体シャーシ１０´との間に生じるガタツキを防止するために、給紙蓋２０を下向きに付勢して係合突起２１と係合溝７６の係合を強固にするバネ（不図示）が設けられている。
【００３５】
図５に示す状態から給紙蓋２０を閉じる場合、ユーザが支点軸１５を中心として給紙蓋２０を僅かに持ち上げる。すると、第１のロック機構７０による押圧アーム３０の固定が解除され、捩りバネ４０の復元力Ｆｒにより押圧アーム３０が上向きに回動する。押圧アーム３０が回動すると、押圧アーム３０の押圧面３１によりペーパー軸８２がＶ字溝１４に沿って押上げられ、給紙ローラ２にロール紙Ｐが押圧される。そして、ユーザが支点軸１５を中心として給紙蓋２０をさらに持上げると、連結アーム６０の回動を伴いながら、給紙蓋２０が上向きに回動して閉じられる。給紙蓋２０を完全に閉じると、係合突起２１と係合溝７６の係合を通して、第２のロック機構７５により給紙蓋２０の下向きの回動が規制される。
【００３６】
図８には、捩りバネ４０に作用する力が示されている。図８に示すように、給紙蓋２０を閉じた状態では、ロール紙Ｐには、ロール紙Ｐの自重Ｗとともに捩りバネ４０の復元力Ｆｒが作用している。そして、ロール紙Ｐは、ロール紙Ｐの自重Ｗと捩りバネ４０の復元力Ｆｒの差分に相当する力Ｆｐで給紙ローラ２に押圧されている。ここで、捩りバネ４０の復元力Ｆｒは、バネ４０の自由角度に対して捩れ角θ０を生じさせることで発生している。
【００３７】
ここで、捩りバネ４０には、ロール紙Ｐの重量が大きいほど大きな復元力Ｆｒが作用し、ロール紙Ｐの重量が小さくなるほど小さな復元力Ｆｒが作用する。そして、押圧アーム３０は、ロール紙Ｐの消費に応じてロール紙Ｐを給紙ローラ２側に移動させる。よって、給紙ローラ２とロール紙Ｐの間の圧接力は、ロール紙Ｐの自重Ｗと捩りバネ４０の復元力Ｆｒとのバランスにより、常に一定となり、給紙ローラ２のトルクを安定させることができる。
【００３８】
一方、図６または図７に示す状態から給紙蓋２０を開く場合、ユーザが本体シャーシ１０´側に給紙蓋２０を押付ける。すると、第２のロック機構７５では、バネ力に抗して係合突起２１と係合溝７６（図５参照）の係合が解かれ、給紙蓋２０の固定が解除される。そして、ユーザが支点軸１５を中心として給紙蓋２０を下げると、連結アーム６０が回動し、給紙蓋２０が下向きに回動してある程度開かれる。ここで、連結アーム６０の回動に応じて、連結アーム６０の案内溝６２が押圧アーム３０の案内突起３２に係止されるまで移動する。
【００３９】
そして、ユーザが給紙蓋２０をさらに下げると、案内突起３２と案内溝６２の係止を通じて、押圧アーム３０が捩りバネ４０の復元力Ｆｒに抗して回転支点軸１６を中心として下向きに回動する。さらに、押圧アーム３０の回動によりロール紙Ｐの押圧が解除され、ペーパー軸８２がＶ字溝１４に沿って屈曲部（Ｖ字の頂点）まで自重Ｗにより降下する。給紙蓋２０を完全に開くと、第１のロック機構７０により給紙蓋２０の上向きの回動が規制される。これにより、ロール紙Ｐを給紙カセット１から容易に取出すことができる。
【００４０】
給紙蓋２０を完全に開く場合、ユーザは、捩りバネ４０の復元力Ｆｒに抗して押圧アーム３０を下向きに回動させる必要がある。ここで、給紙蓋２０を閉じた状態から完全に開いた状態にするまでに、捩りバネ４０に捩れ角Δθａをさらに生じさせる場合を想定する。この場合、ユーザは、給紙蓋２０を完全に開くために、最大Ｆｏ＝ｋ（θ０＋Δθａ）の力を捩りバネ４０に作用させる必要がある。そして、ロール紙Ｐが重量化すると、捩れ角θ０が大きくなり、ユーザは、捩りバネ４０に大きな力を作用させる必要がある。
【００４１】
［３．補助アーム５０を伴う給紙カセット１］
つぎに、図９と図１０を参照して、補助アーム５０を伴う給紙カセット１の構成および動作について説明する。
【００４２】
図９と図１０には、本発明の実施形態に係る補助アーム５０を伴う給紙カセット１が示されている。図９と図１０には、給紙蓋２０を開いた状態と閉じた状態の給紙カセット１が各々に示されている。なお、図９と図１０も、カセット本体１０からカバー部材が取外された状態を示している。
【００４３】
給紙カセット１内には、押圧アーム３０、捩りバネ４０、連結アーム６０、第１および第２のロック機構７０、７５の他に、補助アーム５０が設けられている。また、プリンタ本体には、補助アーム５０の水平移動を案内するガイド９３が設けられている。給紙カセット１内には、幅や巻き径の増加により重量化されたロール紙Ｐが収納されている。
【００４４】
ここで、図９と図１０に示す給紙カセット１では、捩りバネ４０の他端４１は、プリンタ本体に移動可能に支持された可動支持部材９２に支持されている。捩りバネ４０の他端４１は、可動支持部材９２がガイド９３の案内溝９４に係合して移動することで、回転支点軸１６を中心として移動する。
【００４５】
補助アーム５０は、本体シャーシ１０´に対して水平移動可能な略Ｌ字状の部材である。補助アーム５０は、補助アーム５０の水平移動を案内する案内溝５３を介して本体シャーシ１０´に支持されている。補助アーム５０には、給紙蓋２０を押圧する押圧面５１が一端に形成され、可動支持部材９２を押圧する押圧面５２（図１０参照）が他端に形成されている。
【００４６】
図９に示す状態から給紙蓋２０を閉じる場合、ユーザが支点軸１５を中心として給紙蓋２０を僅かに持ち上げる。すると、第１のロック機構７０による押圧アーム３０の固定が解除され、捩りバネ４０の復元力Ｆｒにより押圧アーム３０が上向きに回動する。そして、ユーザは、給紙蓋２０の面２２が補助アーム５０の押圧面５１に当接するまで給紙蓋２０を上向きに回動させる。
【００４７】
ユーザは、補助アーム５０に当接した給紙蓋２０を上向きにさらに回動させる。すると、給紙蓋２０の回動により、補助アーム５０は、給紙カセット１の背面側（図９では右側）に移動し、押圧面５２を通じて可動支持部材９２を背面側に押圧する。可動支持部材９２の押圧により、可動支持部材９２により支持された捩りバネ４０の他端４１が背面側に移動し、捩りバネ４０には、他端４１の移動量に応じた捩れ角Δθｂが生じることになる。ここで、押圧アーム３０には、捩れ角Δθｂの発生により上向きの回動力が作用することになる。
【００４８】
一方、ロール紙Ｐは、押圧アーム３０の押圧面３１によりペーパー軸８２がＶ字溝１４に沿って押上げられることで、給紙ローラ２に押圧される。給紙蓋２０を完全に閉じると、係合突起２１と係合溝７６の係合を通して、第２のロック機構７５により給紙蓋２０の下向きの回動が規制される。これにより、捩りバネ４０に生じた捩れ角Δθｂにより、押圧アーム３０による押圧力を増強することができる。
【００４９】
ここで、給紙蓋２０を完全に閉じた状態では、捩れ角Δθｂに相当する力により給紙蓋２０を本体シャーシ１０´に押し付ける力が作用している。よって、第２のロック機構７５では、バネを設けずとも、係合突起２１と係合溝７６の係合を強固にすることができる。
【００５０】
給紙蓋２０を閉じた状態では、ロール紙Ｐには、ロール紙Ｐの自重Ｗとともに捩りバネ４０の復元力Ｆｒが作用している。そして、ロール紙Ｐは、ロール紙Ｐの自重Ｗと捩りバネ４０の復元力Ｆｒの差分に相当する力Ｆｐで給紙ローラ２に押圧されている。ここで、捩りバネ４０の復元力Ｆｒは、バネ４０の自由角度に対して捩れ角θ０とΔθｂを生じさせることで発生している。
【００５１】
捩れ角の成分Δθｂは、補助アーム５０の作用による捩りバネ４０の他端４１の移動により生じている。そして、捩れ角θ０とΔθｂに相当する復元力Ｆｒにより、ロール紙Ｐの自重Ｗと捩りバネ４０の復元力Ｆｒがバランスしている。この場合、ユーザは、給紙蓋２０を完全に閉じるために、最大Ｆｃ´＝ｋ（θ０＋Δθｂ）の力を捩りバネ４０に作用させる必要がある。
【００５２】
一方、図１０に示す状態から給紙蓋２０を開く場合、ユーザが本体シャーシ１０´側に給紙蓋２０を押付ける。すると、第２のロック機構７５では、バネ力に抗して係合突起２１と係合溝７６（図９参照）の係合が解かれ、給紙蓋２０の固定が解除される。そして、捩りバネ４０の復元力Ｆｒにより補助アーム５０が給紙カセット１の正面側（図１０では左側）に移動し、補助アーム５０の押圧により給紙蓋２０が下向きに回動する。これにより、捩りバネ４０では、復元力Ｆｒのうち捩れ角Δθｂに相当する部分が解放される。
【００５３】
そして、ユーザが給紙蓋２０をさらに下向きに回動させると、連結アーム６０が回動し、給紙蓋２０が下向きに回動してさらに開かれる。ここで、連結アーム６０の回動に応じて、連結アーム６０の案内溝６２が押圧アーム３０の案内突起３２に係止するまで移動する。そして、ユーザが給紙蓋２０をさらに下げると、案内突起３２と案内溝６２の係止を通じて、押圧アーム３０が捩りバネ４０の復元力Ｆｒに抗して回転支点軸１６を中心として下向きに回動する。
【００５４】
さらに、押圧アーム３０の回動によりロール紙Ｐの押圧が解除され、ペーパー軸８２がＶ字溝１４に沿って屈曲部まで自重Ｗで降下する。給紙蓋２０を完全に開くと、第１のロック機構７０により給紙蓋２０の上向きの回動が規制される。これにより、ロール紙Ｐを給紙カセット１から容易に取出すことができる。
【００５５】
給紙蓋２０を完全に開く場合、ユーザは、捩りバネ４０の復元力Ｆｒに抗して押圧アーム３０を下向きに回動させる必要がある。ここで、給紙蓋２０を閉じた状態から完全に開いた状態にするまでに、捩りバネ４０に捩れ角Δθａをさらに生じさせる場合を想定する。この場合、補助アーム５０の移動時に捩れ角Δθｂに相当する付勢力が解除されているので、ユーザは、給紙蓋２０を完全に開くために、最大Ｆｏ´＝ｋ（θ０＋Δθａ）の力を捩りバネ４０に作用させる必要がある。
【００５６】
［４．捩りバネ４０に作用する力］
図１１には、補助アーム５０を伴わない場合における給紙蓋２０の開閉時に捩りバネ４０に作用する力が示されている。図１１に示すように、補助アーム５０を取付けない場合、捩りバネ４０の他端４１が固定支持部材９１に支持されている。
【００５７】
給紙蓋２０を閉じた状態では、図８に示したように、捩りバネ４０には、バネの自然角度に対して捩れ角θ０が生じている。捩りバネ４０は、捩れ角θ０に相当する復元力Ｆｒでロール紙Ｐを給紙ローラ２に適切に圧接させる。
【００５８】
給紙蓋２０を閉じる場合（図１１の状態１）、捩りバネ４０は、捩れ角θ０＋Δθａの状態から捩れ角θ０の状態に遷移する。ここで、捩りバネ４０では、復元力Ｆｒにより捩れ角θ０＋Δθａの状態から捩れ角θ０の状態への遷移が生じる。よって、ユーザは、給紙蓋２０を閉じるために力を要しない（Ｆｃ＝０）。
【００５９】
また、給紙蓋２０を開く場合（図１１の状態２）、捩りバネ４０は、捩れ角θ０の状態から捩れ角θ０＋Δθａの状態に遷移する。よって、ユーザは、給紙蓋２０を開くために、最大Ｆｏ＝ｋ（θ０＋Δθａ）の力を要することになる。
【００６０】
図１２には、補助アーム５０を伴う場合における給紙蓋２０の開閉時に捩りバネ４０に作用する力が示されている。図１２に示すように、補助アーム５０を取付けた場合、捩りバネ４０の他端４１が可動支持部材９２に支持されている。
【００６１】
給紙蓋２０を閉じた状態では、捩りバネ４０には、バネの自然角度に対して捩れ角θ０＋Δθｂが生じている。捩れ角の成分Δθｂは、捩りバネ４０の復元力Ｆｒを増加させるために、補助アーム５０の作用により、捩りバネ４０の他端４１を移動させることで生じる。捩りバネ４０は、捩れ角θ０＋Δθｂに相当する復元力Ｆｒで重量化したロール紙Ｐを給紙ローラ２に適切に圧接させる。
【００６２】
給紙蓋２０を閉じる場合（図１２の状態１）、捩りバネ４０は、捩れ角θ０＋Δθａの状態から捩れ角θ０＋Δθｂの状態に遷移する。ここで、捩りバネ４０は、復元力Ｆｒにより捩れ角θ０＋Δθａの状態から捩れ角θ０の状態へ遷移した後、補助アーム５０の作用により捩れ角θ０＋Δθｂの状態に遷移する。この状態で、捩りバネ４０の他端４１は、第２の位置に移動されている。よって、ユーザは、給紙蓋２０を閉じるために、最大Ｆｃ´＝ｋ（θ０＋Δθｂ）の力を要することになる。
【００６３】
また、給紙蓋２０を開く場合（図１２の状態２）、捩りバネ４０は、捩れ角θ０＋Δθｂの状態から捩れ角θ０＋Δθａの状態に遷移する。ここで、捩りバネ４０は、復元力Ｆｒにより捩れ角θ０＋Δθｂの状態から捩れ角θ０の状態へ遷移する。この状態で、捩りバネ４０の他端４１は、第１の位置に移動されている。さらに、捩りバネ４０は、捩れ角θ０＋Δθａの状態に遷移する。よって、ユーザは、給紙蓋２０を開くために、最大Ｆｏ´＝ｋ（θ０＋Δθａ）の力を要することになる。
【００６４】
つまり、ロール紙Ｐが重量化すると、補助アーム５０を取付けない場合、ユーザは、給紙蓋２０を開く時にロール紙Ｐの重量増分に見合う力を余計に作用させる必要がある。しかし、補助アーム５０を取付けた場合、補助アーム５０の作用により、給紙蓋２０を開く時に作用させていた力を、給紙蓋２０を開く時と閉じる時に分散して作用させることができる。よって、ユーザは、分散して力を作用させることで、給紙蓋２０を開く時に余計に作用させる力を低減することができる。
【００６５】
さらに、ユーザは、補助アーム５０を取付けるとともにバネ定数を適切に設定することで、ロール紙Ｐの重量化にも拘らず、補助アーム５０を取付けない場合よりも、給紙蓋２０の開閉に要する力を低減することができる。このために、バネ定数は、捩れ角の成分ΔθｂがΔθａ未満となるように設定される。すると、補助アーム５０を用いて給紙蓋２０を閉じるための最大力Ｆｃ´は、補助アーム５０を用いずに給紙蓋２０を開くための最大力Ｆｏまたは補助アーム５０を用いて給紙蓋２０を開くための最大力Ｆｏ´よりも小さくなる。よって、ロール紙Ｐの重量化にも拘らず、給紙蓋２０の開閉に要する力が低減される。
【００６６】
［５．まとめ］
以上説明したように、本発明の実施形態に係る給紙カセット１によれば、ロール紙Ｐを給紙ローラ２に押圧する付勢力を、給紙蓋２０を閉じる力で増強し、給紙蓋２０を開く時に解除することで、給紙蓋２０を容易に開くことができる。
【００６７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６８】
例えば上記説明では、付勢部材として捩りバネ４０を用いる場合について説明した。しかし、付勢部材としては、コイルバネ、板バネ等のバネ部材、または他の弾性部材が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１ 給紙カセット
２ 給紙ローラ
１０ カセット本体
１０´ 本体シャーシ
２０ 給紙蓋
３０ 押圧アーム
４０ 捩りバネ（付勢部材）
５０ 補助アーム
６０ 連結アーム
７０ 第１のロック機構
７５ 第２のロック機構
Ｐ ロール紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール紙を収納するために開閉される給紙蓋と、
一端が回動可能に支持され、他端が前記ロール紙の軸を支持可能であり、前記ロール紙を給紙ローラに押圧するように付勢された押圧アームと、
一端が前記押圧アームに連結され、他端が第１の位置と、前記第１の位置よりも大きな付勢力を生じさせる第２の位置との間で移動可能に支持された付勢部材と、
前記給紙蓋を閉じた時に前記付勢部材の他端を前記第２の位置に移動させ、前記給紙蓋を開いた時に前記付勢部材の他端を前記第１の位置に移動させる補助アームと
を備える給紙カセット。
【請求項２】
前記押圧アームは、前記付勢部材の他端を前記第２の位置に移動させた状態で前記付勢部材に生じた付勢力により、前記ロール紙を前記給紙ローラに押圧する、請求項１に記載の給紙カセット。
【請求項３】
前記付勢部材は、前記第１の位置と前記第２の位置の間の移動量が、前記給紙蓋を閉じた状態から完全に開いた状態にする場合に生じる移動量よりも小さくなるように設定される、請求項１に記載の給紙カセット。
【請求項４】
前記補助アームは、前記給紙蓋により押圧されて前記付勢部材の他端を前記第２の位置に移動させ、前記給紙蓋による押圧を解除されて前記付勢部材の他端を前記第１の位置に移動させる、請求項１に記載の給紙カセット。
【請求項５】
前記押圧アームは、前記給紙蓋を閉じた状態では、前記ロール紙を前記給紙ローラに押圧するように前記ロール紙の軸を支持し、前記給紙蓋を開いた状態では、前記ロール紙の軸の支持を解除して前記ロール紙を交換可能な位置に移動させる、請求項１に記載の給紙カセット。
【請求項６】
前記付勢部材は、前記押圧アームの回転支点軸を捩り中心軸とする捩りバネである、請求項１に記載の給紙カセット。
【請求項７】
給紙ローラと、給紙カセットとを備える画像形成装置であって、
前記給紙カセットは、
ロール紙を収納するために開閉される給紙蓋と、
一端が回動可能に支持され、他端が前記ロール紙の軸を支持可能であり、前記ロール紙を前記給紙ローラに押圧するように付勢された押圧アームと、
一端が前記押圧アームに連結され、他端が第１の位置と、前記第１の位置よりも大きな付勢力を生じさせる第２の位置との間で移動可能に支持された付勢部材と、
前記給紙蓋を閉じた時に前記付勢部材の他端を前記第２の位置に移動させ、前記給紙蓋を開いた時に前記付勢部材の他端を前記第１の位置に移動させる補助アームとを有し、
前記付勢部材の他端を移動可能に支持する可動支持部をさらに備える画像形成装置。
【請求項８】
ロール紙を収納するために開閉される給紙蓋と、一端が回動可能に支持され、他端が前記ロール紙の軸を支持可能であり、前記ロール紙を給紙ローラに押圧するように付勢された押圧アームと、一端が前記押圧アームに連結され、他端が第１の位置と、前記第１の位置よりも大きな付勢力を生じさせる第２の位置との間で移動可能に支持された付勢部材と、前記付勢部材の他端を移動させる補助アームとを有する給紙カセットを開閉する方法であって、
前記給紙蓋を閉じた時に前記補助アームを介して前記付勢部材の他端を前記第２の位置に移動させ、
前記給紙蓋を開いた時に前記補助アームを介して前記付勢部材の他端を前記第１の位置に移動させること
を含む給紙カセットの開閉方法。
【請求項１】
ロール紙を収納するために開閉される給紙蓋と、
一端が回動可能に支持され、他端が前記ロール紙の軸を支持可能であり、前記ロール紙を給紙ローラに押圧するように付勢された押圧アームと、
一端が前記押圧アームに連結され、他端が第１の位置と、前記第１の位置よりも大きな付勢力を生じさせる第２の位置との間で移動可能に支持された付勢部材と、
前記給紙蓋を閉じた時に前記付勢部材の他端を前記第２の位置に移動させ、前記給紙蓋を開いた時に前記付勢部材の他端を前記第１の位置に移動させる補助アームと
を備える給紙カセット。
【請求項２】
前記押圧アームは、前記付勢部材の他端を前記第２の位置に移動させた状態で前記付勢部材に生じた付勢力により、前記ロール紙を前記給紙ローラに押圧する、請求項１に記載の給紙カセット。
【請求項３】
前記付勢部材は、前記第１の位置と前記第２の位置の間の移動量が、前記給紙蓋を閉じた状態から完全に開いた状態にする場合に生じる移動量よりも小さくなるように設定される、請求項１に記載の給紙カセット。
【請求項４】
前記補助アームは、前記給紙蓋により押圧されて前記付勢部材の他端を前記第２の位置に移動させ、前記給紙蓋による押圧を解除されて前記付勢部材の他端を前記第１の位置に移動させる、請求項１に記載の給紙カセット。
【請求項５】
前記押圧アームは、前記給紙蓋を閉じた状態では、前記ロール紙を前記給紙ローラに押圧するように前記ロール紙の軸を支持し、前記給紙蓋を開いた状態では、前記ロール紙の軸の支持を解除して前記ロール紙を交換可能な位置に移動させる、請求項１に記載の給紙カセット。
【請求項６】
前記付勢部材は、前記押圧アームの回転支点軸を捩り中心軸とする捩りバネである、請求項１に記載の給紙カセット。
【請求項７】
給紙ローラと、給紙カセットとを備える画像形成装置であって、
前記給紙カセットは、
ロール紙を収納するために開閉される給紙蓋と、
一端が回動可能に支持され、他端が前記ロール紙の軸を支持可能であり、前記ロール紙を前記給紙ローラに押圧するように付勢された押圧アームと、
一端が前記押圧アームに連結され、他端が第１の位置と、前記第１の位置よりも大きな付勢力を生じさせる第２の位置との間で移動可能に支持された付勢部材と、
前記給紙蓋を閉じた時に前記付勢部材の他端を前記第２の位置に移動させ、前記給紙蓋を開いた時に前記付勢部材の他端を前記第１の位置に移動させる補助アームとを有し、
前記付勢部材の他端を移動可能に支持する可動支持部をさらに備える画像形成装置。
【請求項８】
ロール紙を収納するために開閉される給紙蓋と、一端が回動可能に支持され、他端が前記ロール紙の軸を支持可能であり、前記ロール紙を給紙ローラに押圧するように付勢された押圧アームと、一端が前記押圧アームに連結され、他端が第１の位置と、前記第１の位置よりも大きな付勢力を生じさせる第２の位置との間で移動可能に支持された付勢部材と、前記付勢部材の他端を移動させる補助アームとを有する給紙カセットを開閉する方法であって、
前記給紙蓋を閉じた時に前記補助アームを介して前記付勢部材の他端を前記第２の位置に移動させ、
前記給紙蓋を開いた時に前記補助アームを介して前記付勢部材の他端を前記第１の位置に移動させること
を含む給紙カセットの開閉方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−６２１８８（Ｐ２０１２−６２１８８Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０９８３４（Ｐ２０１０−２０９８３４）
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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